Станок для доводки отверстий

 

СТАНОК ДЛЯ ДОВОДКИ ОТВЕРСТИЙ, содержащнй корпус, разжимной притир с конической оправкой, установленный в полом шпинделе с возможностью осевого перемещения, пружинные и опорные элементы, связывающие шпиндель и корпус , привод конической оправки и связанный с ним датчик крутящего момента , отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, пружинные и опорные элементы выполнены в виде плоских пружин,жестко соединенных с корпусом и шпинделем, при этом последний установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения. |

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК, SU„„1093512 (д) В 24 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К AOTOPCOOPPV СВИДЕТЕЛЬСТВЕ (2!) 3545349/25-08 (22) 03.02.83 (46) 23.05.84. Бюл.N- 19 (72) И.Д.Аксельруд, В.П.Мельник, С.М.Николаев, Г.И.Панин и М.И.Школьник (7l) Центральный научно-исследовательский и конструкторский институт топливной аппаратуры автотракторных и стационарных двигателей (53) 621.923.74 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

И 300303, кл. В 24 В 33/00, 1968 (прототип). (54)(57) СТАНОК ДЛЯ ДОВОДКИ ОТВЕРСТИЙ, содержащий корпус, разжимной притир с конической оправкой, установленный в полом шпинделе с возможностью осевого перемещения, пружинные и опорные элементы, связывающие шпиндель и корпус, привод конической оправки и связанный с ним датчик крутящего момента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, пружин-, ные и опорные элементы выполнены в виде плоских пружин, жестко соединенных с корпусом и шпинделем, при этом последний установлен в корпусе с воз;можностью осевого перемещения.

O е

1093512

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки точных отверстий.

Известен станок для доводки отверстий, содержащий корпус, разжимной притир с конической оправкой, установленный в полом шпинделе с возможностью осевого перемещения, прижимные и опорные элементы, связывающие шпиндель и корпус, привод конической t0 оправки и связанный с ним датчик крутящего момента 51 ).

Недостатком данного станка являет ся то, что на точность и производительность процесса доьодки влияет не- 15 постоянство> чувствительности датчика крутящего момента, так как опорный элемент шпинделя и элемент,обеспечивающий его поворот, совмещены в шарикоподшипнике. Возникающую в про- 20 цессе доводки осевую силу воспринимает опорный элемент,и при этом существенно изменяется величина трения при повороте шпинделя, который находится под воздействием следующих 25 крутящих моментов: момента от сил резания М е, момента от сил трения в опорном элементе — подшипниках М ; момента, создаваемого таригр рованным пружинным элементом М„ 30 М пр = М ре3 ™тр 1. Экспериментально установлено, что при доводке отверстий ф б мм в корпусе распылителя дизельной форсунки на известном станке осевое усилие на конической оправке составляет 100120 кгс, а момент трения в подшипниках при этом достигает 0,5 кгс см и более. При этом настраиваемая величина момента от тарированных пружин 40 составляет М „ = 1,..., 1,5 кгс ° см, т.е. величина момента трения в подшипниках составляет 25-507. от величины настраиваемого момента резания.

Кроме того, величина осевого усилия,а следовательно, и момент трения в подшипниках зависит от толщины стенки (жесткости ) притира и изменяется в процессе его износа. Таким образом, в процессе доводки возника-. ет несоответствие между фактической величиной момента резания и величиной момента, настраиваемого пружинным элементом. Причем отключение привода разжима притира всегда

55 будет происходить при фактическом моменте резания, превышающем настраиваемый пружинным элементом, что вызывает образование на притире нароста и, следовательно, потерю точности и производительности процесса доводки.

Этот недостаток выявляется еще более при доводке отверстий диаметром менее 5 мм и более 8 мм.

При обработке отверстий диаметром

3-5 мм с целью исключения поломок притира и обеспечения требуемого удельного давления величину максимального крутящего момента, настраиваемого пружинным элементом, уменьшают до О,б,...I,O кгс см, и величина момента трения в подшипниках достигает в таких условиях 50-907. от величины момента резания.

При обработке отверстий диаметром более 8 мм и длиной 40 — 60 мм, например во втулках плунжеров топливных насосов, осевое усилие, необходимое для .разжима притира, возрастает до

250-300 кгс, что,в свою очередь, увеличивает как величину, так и колебания момента трения в подшипниках до 1-3 кгс ° см. Следовательно, и в этом случае значительно возрастает нестабильность работы, что приводит к снижению производительности и точности обработки.

Целью изобретения является повышение точности и производительности процесса доводки путем исключения влияния опорных элементов на чувствительность датчика крутящего момента, управляющего приводом разжима притира.

Указанная цель достигается тем, что в станке для доводки отверстий, содержащем корпус, разжимной притир с конической оправкой, установленный в полом шпинделе с возможностью осевого перемещения, прижимные и опорные элементы, связывающие шпиндель и корпус, привод конической оправки и связанный с ним датчик крутящего момента, пружинные и опорные элементы выполнены в виде плоских пружин, жестко соединенных с корпусом и шпинделем, при этом последний установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения.

Такая совокупность признаков обеспечивает центрирование шпинделя в корпусе и; восприятие осевой нагрузки

1олько плоскими пружинами. Причем в этом случае величина осевой нагрузки никак не отразится на чувствитель- ности датчика крутящего момента, так как она не влияет на жесткость пру1093512 жинного элемента, а совмещенный с ним опорный элемент не обладает внешним трением. Уравнение крутящих моментов, .действующих на инструментальный шпиндель, имеет следующий 5 вид: 1 пр ре5

Как видно из уравнения, величина момента, создаваемого пружинным элементом, определяется только момен- 10 том резания, возникающим в процессе доводки.

На фиr.l представлена схема стан-. ка; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.l; на 15 фиг.4 — схема внешних сил и моментов, приложенных к плоской пружине.

Обрабатываемая деталь 1 закрепляется в плавающем приспособлении 2, обеспечивающем базирование бтверстия обрабатываемой детали по притиру

3. Привод вращательного и возвратнопоступателвного движения 4 сообщает, обрабатываемой детали перемещение относительно инструмента. Привод разжима притира 5 и связанная с ним конусная оправка 6 предназначены для осуществления разжима притира. Притир закреплен на инструментальном шпинделе 7, который установлен в ЗО корпусе доводочной головки с помощью плоских. пружин 8 и сцентрирован с возможностью осевого смещения с помощью шариков 9. Плоские пружины расположены так, что ось сечения с 55 наибольшим моментом сопротивления совпадает с направлением действия осевой силы, и одной стороной жестко скреплены с корпусом 10, а другой со шпинделем 7, воспринимающим на- 40 грузку в виде осевой силы и крутящего момента. Размеры и количество пружин выбираются, исходя из обеспечения условий достаточной жесткости в осе::=-зм направлении и достаточной 45 податливости в направлении действия крутящего момента.Момент сопротивления 9> осевой силе равен

5Ь

< 50 а момент сопротивления 92 кручению равен

1 <9

Ф = < где h — высота пружины; 5 — ее толщина.

Таким образом, жесткость пружин в осевом направлении в h5 pas больше, чем в поперечном, благодаря чему обеспечиваются необходимые для шпинделя условия работы: жесткость в осевом направлении и податливость действию крутящего момента.

На инструментальном шпинделе за.креплен кулачок 11, взаимодействующий с выключателем 120, связанным с коман.— доаппаратом 13, управляюшим приводом разжима притира.

Станок работает следующим образом.

После установки обрабатываемой детали 1 в плавающее приспособление

2 и нажатия кнопки "Пуск" происходит установочное перемещение доводочной головки, при котором притир 3 вводит= ся в обрабатываемую деталь 1. Включаются приводы возвратно-поступательного и вращательного движения 4 детали и разжима притира 5. На=.к.,ается осевое перемещение конусной оправки 6, разжимающей притир 3, закрепленный на шп:.= --,,:=::; . Бо=н ::<ающее за счет переме:-:..- .. =.=.::.. 6 осевое усилие через t, л ..-:..: -..... дель 7 передается на плос. ..,=-п: —.:з. ;.". -.:=.ы 8. Благодаря

Bbt< oKoH жесткое xи пружин B осевом направлении (момен< = нро ивления

53

Ф = — — — ---.1 это усил<. =-- воспри1 нимается последними без дефа„-.: . <ии и передается на корпус 10. При касании притиром стенок обрабатываемогоотверстия на нем возникает крутящий момент, который через шпиндель 7 также передается на плоские пружины

8. Жесткость пру н н в направл<».tæè действия крутящего момента значительп 2 но киже (момент сопротивления@2- — 1 г- — « ), что приводит к повороту шпинпеля 7 вокруг вертикальной оси на. угол, пропорциональный величине крутящего момента. При достижении величины момента резания М Ре, равного настра иваемому моменту И„„,кулачок 11, за крепленный на шпинделе 7, воздействует на выключатель 12, который через командоаппарат 13 отключит перемещение конической оправки. При этом происходит снижение момента в зоне резания, вывод кулачка 11 с выключателя 12 и включение привода разжима., Процесс продолжается в течение заданного реле времени промежутка времени после которого происходит отключение приводов и возврат головки в исходное положени-.1093512

Совмещение пружинных и опорных элементов инструментального шпинделя в виде плоских пружин позволяет повысить производительность и точность процесса доводки за счет повышения чувствительности датчика крутящего момента, а также расширить диапазон размеров обрабатываемых поверхностей от 3 мм до 10 мм.

Конкретная реализация изобретения была выполнена на базе станка модели

ЦНИТА-8170 для доводки корпуса распылителя. Инструментальный шпиндель устанавливался в корпусе доводочной головки с помощью трех плоских пружин размером . b = 50 мм, 5 = 0,3 мм, расположенных со смещением друг относительно друга на 120 . Плоские пружи-, ны установлены по касательной к поверхности шпинделя и закреплены с помощью накладок и винтов. Крепление пружин к корпусу осуществлялось с помощью специальных накладок. Такое расположение пружин является оптимальным, так как обеспечивает шпинделю достаточную жесткость в осевом направлении и податливость при кручении.

Центрирующне элементы выполнялись в виде шариков диаметром 5 мм, расположенных в двух канавках инструментального шпинделя на .расстоянии 65 мм. На шпинделе закреплен кулачок на расстоянии 75 мм от оси вращения, который перемещал индуктивный датчик прибора активного контроля А20, исполнительные реле которого управляли приводом разжима притира.

Проведенные испытания опытного образца станка при обработке корпусов распылителей дизельной форсунки показали, что он обеспечивает повышение производительности процесса доводки на 15-20Х и получение точности геометрической формы отверстия в продольном сечении до 0,7 мм.!

0935!2

Составитель В. Панайоти

Редактор Г.Волкова Техред С.Мигунова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 3352/)3 Тираж 737 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !!ЗЦ35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4